Question

小明在固城湖邊撿了一塊形狀很特別的石頭，他很想知道這塊石頭的密度，于是在老師的帶領下去了物理實驗室．由于存放不當，天平附帶的砝碼嚴重生銹，小明只能利用天平了．老師又幫他找了量筒、兩個完全相同的燒杯、細線、滴管等器材．小明稍加思考，決定用以下方法進行實驗：
（1）實驗過程：
①將天平放在水平臺上，游碼撥至左端零刻線處，若發(fā)現(xiàn)此時指針如圖甲所示，則應向______調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡．
②在天平左右兩盤各放一只相同的燒杯，將大理石放在左盤的燒杯里，在右盤的燒杯中加水，滴管調(diào)節(jié)水的多少，直至天平再次平衡，這是為了______．
③將燒杯中的水倒入量筒中，讀出體積并記錄．
④用排水法測得大理石的體積為20cm³．
⑤則大理石密度為______kg/m³
（2）請你分析，實驗中步驟______會存在較大的誤差，會使實驗結果偏______（選填“大”或“小”）．

Answer 1

解：（1）圖中指針向右偏，應該向左調(diào)平衡螺母；
用滴管調(diào)節(jié)水的多少，直至天平再次平衡，這樣大理石的質(zhì)量就等于右盤燒杯內(nèi)水的質(zhì)量；
由圖可知，量筒中水的體積v=52cm³，
水的質(zhì)量：m_水=ρ_水v=1g/cm³×52cm³=52g，
∵大理石的質(zhì)量與水的質(zhì)量相等，
∴m_石=m_水=52g，
又∵用排水法測得大理石的體積為20cm³，即v_石=20cm³．
∴大理石的密度為：
ρ_石===2.6g/cm³=2.6×10³kg/m³；
（2）實驗③步驟將水從燒杯倒入量筒中，因燒杯壁粘水使測量的水的體積偏小，由m=ρv知算出的水的質(zhì)量偏小，從而得出的大理石的質(zhì)量偏小，大理石的體積不變，所以由密度公式ρ=，得出的大理石密度就偏小了．
故答案為：（1）左；使水的質(zhì)量和大理石的質(zhì)量相同；2.6×10³；（2）③，小．
分析：（1）天平平衡的標志是：指針指在分度盤的中央或左右擺動幅度相等，指針左偏右調(diào)，右偏左調(diào)；
不用砝碼，將大理石放在左盤的燒杯里，在右盤的燒杯中加水，用滴管調(diào)節(jié)水的多少，直至天平再次平衡，這樣大理石的質(zhì)量就等于右盤燒杯內(nèi)水的質(zhì)量；用量筒測出燒杯內(nèi)的體積，利用密度公式求出水的質(zhì)量（大理石的質(zhì)量），再利用排水法測出大理石的體積，利用密度公式求大理石的密度；
（2）將水倒入量筒來測體積，這種做法會因燒杯壁粘水而使測出的體積偏小，導致算出的水的質(zhì)量偏小，由密度公式ρ=計算出的大理石密度就偏小．
點評：本題考查了天平和量筒的使用、質(zhì)量和體積的測量、密度公式的應用．玻璃容器中的液體向外倒的過程中，容器壁一定要粘液體，所以不能全部倒出，將會帶來實驗誤差，在做實驗時，必須考慮容器壁粘液體的問題．